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SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

A.- PRESENTACION: Lima, Junio 20101.-ESTACION : EBC DRENAJE2.-UBICACIN : DISTRITO CHIMBOTE, PROVINCIA SANTA Y DEPARTAMENTO ANCASH

3.-TIPO DE TERRENO: ARENOSO4.-COLOR DE TERRENO: BLANQUECINO5.-METODO APLICADO: WENNER6.- EQUIPOEMPLEADO:INSTRUMENTO DIGITAL MARCA MEGABRAS Mod. MTD 20 Kwe

7.-FECHA DE REALIZADAS LAS TOMAS: 02-06-2010EVIDENCIA FOTOGRAFICA

ESTUDIO DE RESISTIVIDAD PARA

Estudio de Resistividad EBC DRENAJE

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B.- DISEO Y CONSTRUCCION1.0 DATOS DE CAMPO

Resistividad Aparente (pa).- Viene dada por la siguiente expresin :

donde : = Resistividad promedio a la profundidad (A) en ohm-m.A = Distancia entre electrodos en metros.B = Profundidad de enterrado de los electrodos en metros.R = Lectura del terrometro en ohms.

CALCULO DE RESISTIVIDAD APARENTEMETODO : WENNER

(m) RESISTIVIDAD (OHM-M)a

0.5 0.5 551 1 84

1.5 1.5 1092 2 120

2.5 2.5 1363 3 125

3.5 3.5 1224.5 4.5 1254.5

2.25

1.5

0.00

3.5

83.92109.24

125.37121.64125.12

0.20

11.52

12.53

PROFUNDIDAD DE MEDIDA:

3

1.875 119.65136.43

55.20Altura (h)

2.5

4.5

11.25

9.368.59

1.1250.75

CUADRO 1Promedio

ESPACIAMIENTO (a)0.5 14.35

CUADRO 1 RESISTENCIA1ERA MEDICION

4.41

6.605.50

( ) ( )

+

+

+

=

5.0225.022 442

421

4

BAA

BAA

RA

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ANALISIS DE CAPAS

1 = 50 ohm-mK>0 por lo tanto se usa a/1 1/a

1era Evaluacin K H/a Esc H/A h(m)0.1 0.00 0.111110.2 0.00 0.11111 10.3 2.65 0.111110.4 4.01 0.111110.5 4.58 0.111110.6 5.62 0.111110.7 6.27 0.111110.8 6.81 0.111110.9 7.32 0.11111

1 7.69 0.11111

2era Evaluacin K H/a Esc H/A h(m)0.1 0.00 0.111110.2 0.00 0.111110.3 0.00 0.11111 1.50.4 1.62 0.111110.5 3.26 0.111110.6 4.19 0.111110.7 4.86 0.111110.8 5.42 0.111110.9 5.93 0.11111

1 6.35 0.11111

0.624398025 0.50922327

0.6243980.69631577

89

10

83.90.60

0

0.8539954

02

0.85399536

0.27065089

0 03

01

6

4 0.1804339a (m) =

1234 0.4451617

9 0.6584784 0.98771761

0.696315690.75625314

0.6021112 0.903166860.5398583 0.80978741

0.8131796

5 0.3620167 0.54302509109.20.46

a=a/1 =

6 0.4659244 0.69888665

10 0.705327 1.05799043

78

0.44516173

0.7562531

a (m) =a=

a/1 =

00

0.29416116

0 0

0.81317958

0.29416120

0.5092233

Resisitividad vs A

020406080

100120140160

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Separacin (a)

Res

istiv

idad

(p)

ResisitividadPolinmica (Resisitividad)

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Del grafico se obtiene :h= K= 2 - 1 1 = 50 ohm-mk= 2 + 1 2 = 150 ohm-m

Correspondiente a 2 estratos con las siguientes caracteristicas :

h = 0.5 m de profundidad1 =

2 =

DISEO DE SPAT Calculo de resistividad de Estratificacin (pa)

a = [(h1+h2)/(h1/1+h2/2)]

Para el calculo no se debe considerar el espesor de la caja de registro = 25cma = ohm-m

Porcentaje de reduccin por uso de ThorGel y bentonita =

Resistividad de diseo (d) = 47.17 ohm-m

124.14

0.50.5

50.00 ohm-m

ohm-m150.00

62%

CURVAS K VS Profundidad (h)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1

K

h(m

)

1ERA

2DA

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2.- CALCULO DE RESISTENCIA DE UN ELECTRODO

FORMULAS A EMPLEAR:

Donde: d = Resistividad de diseo = 47.17 ohm-mL= Longitud de la jabalina = 2.4 mr= Radio de la jabalina (3/4) = 0.00953 m

Obtenemos la resistencia lograda por una jabalina de 2.4 m de longitud con diametro de :R =

CALCULO DE RESISTENCIA DE ELECTRODOS EN PARALELO

Donde :Re = Resistencia de un electrodo = 19.47N = Numero de eletrodos = 2 1F = Factor de tablaRr = Resistencia de electrodos en paralelo =

1.922

2.16

1.0320.04909

1.16

1 1.03 8 1.68

F

1.16

NUMERO DE BARRAS

12

11.28978

4 1.36 20

19.465138

8 1.68 24

Usaremos la Frmula de R. Rudemberg para calcular la resistencia lograda por un electrodo:.

3/4

FORMULA (1)

Amparado en la publicacin de IEEE4- Std 142-1991 pgina 178. ...regla usual es que los sistemas a tierra de 2-24 barras colocados en una lnea, crculo, rectngulo, cuadrado o tringulo provean una resistencia que viene a ser el coeficiente de dividir

3 1.29 16

19.4651

TABLA

F

1.8

NUMERO DE BARRAS

2

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Con fleje de Cu desnudo 3x70mm

Con fleje de Cu se usar la siguiente frmula:

R = Log10 2L2

2.73L WD

Asumiendo: = Resistividad aparente de 1 considerando un terreno homogneo: (-m) = Resistividad con porcentaje de reduccin :W = Ancho de fleje de Cable70 mm = MetrosL= Longitud del Fleje = Metros (minimo)D = m de Prof.

R = Resistencia Obtenida = 3.96 Ohmios.

Rm = Ohmios.

Calculo de Resistencia del sistema - Formula de Schwartz:

Rg = R1*R2 R122

R1 + R2 2R12Donde:

Rg = Resistencia de la malla.

R1 = Resistencia de Los electrodos = OhmiosR2 = Resistencia de la malla = OhmiosR12 = Resistencia mutua Electrodos Malla = Ohmios.

Se obtiene: R = 3.96 Ohmios.

Calculo de la Resistencia Anterior al Optimo:

Si considerara 1 pozos Verticales, se obtendria en el SPAT:Resistencia del electrodo 3.96 Ohmios. Ohmios.Nota: optamos por considerar 2 pozos en prevision del factor aleatorio y por seguridad de los equipos.

Uno de los pozos ser destinado para conexin del pararrayo.

Calculo de la Resistencia de la Malla a Tierra:

Se considerarn dos clases de conductor de malla a usar, luego con el diseo y rea disponible, se decidir cual

19.00

3.96

4.01

Para el clculo de la malla a instalar (Fleje pozo con jabalina), aplicaremos la FrmulaSchartz

50.00

0.0706

0.40

4.01

4.39

11.29

Calculo de la Resistencia Mutua

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3.- PRODUCTO QUMICO A UTILIZAR: ThorGel y Bentonita SodicaPara pozos aplicar 60 kg de Bentonita sodica y 3 dosis de ThorGel por cada m3 de tierra, En Zanja aplicar 60 kg de Bentonita sodica y 3 dosis de ThorGel por cada m3 de tierra.Datos del productoLas formulas descritas se utilizan para calcular cual sera la resistencia elctrica de un electrodo o placa dentro del terreno natural, al resultado se deber aplicar un factor de reduccin que se obtiene cambiando el terreno natural por tierra de cultivo y aplicando THOR-GEL, en el siguiente orden: 2 dosis por m3 reduccin 40-60 %, 3 dosis por m3 reduccin 60-80 %.Rendimiento de una dosis de THOR-GELLa aplicacin del THOR-GEL es de 1 a 3 dosis por m3 segn sea la resistividad natural del terreno y la resistencia final deseada, un estudio de la resistividad del terreno asegura un resultado ptimo de reduccin de resistencia, si este no esta a su alcance puede guiarse por la siguiente tabla.

4.- PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION DE POZOS:-Despus de haber realizado la excavacin de los pozos y la zanja, proceder a humedecer las paredes del pozo y la zanja para reactivar las sales naturales.mezclar la tierra de cultivo o de relleno extrado de la excavacin libre de piedras e impurezas cernida o tamizada en malla cocada con bentonita sdica 60kg (dos sacos de 30kg). Por metro cbico de tierra.en el pozo instalar esta tierra una capa base de 0.20m de espesor, colocar al centro del mismo el electrodo de cobre de (19mm) x 2,40m de longitud, por el exterior del electrodo aplicar la misma tierra preparada compactando en capas de 0,20 cm y agregar agua en pequeas cantidades, repetir el procedimiento hasta cubrir el 80% del electrodo, durante el proceso de relleno aplicar 03 dosis de thor Gel por cada m3 de tierra despus de cada capa compactada.Evitar que la dosis qumica entre en contacto con la varilla de cobre.

Naturaleza del terreno Resistividad (Ohm-m) Dosis THOR-GEL por m3 Terrenos cultivables y frtiles 50 1 Terraplenes compactos y hmedos 50 1 Terrenos cultivables poco frtiles terraplenes fofos

500 de 1 a 2

Suelos pedregosos desnudos arena seca, permeable

3 000 2

Suelos rocosos fraccionados 6 000 de 2 a 3 Suelos rocosos compactos 14 000 3

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5.- PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION DE ZANJA:En la zanja de interconexin de 0,40m x 0,60m humedecer tanto las paredes como laparte del fondo con abundante cantidad de agua, colocar una capa de 0,40m de ancho x 0,10m alto de tierra de cultivo libre de piedras e impurezas cernida o tamizada en malla cocada mezclada con bentonita sdica en proporcin 60kg/m3 (Dos sacos de 30kg), sobre esta colocar un fleje o platina de cobre de 70x3mm, culminar el relleno de 0.40m de ancho x 0.50m de alto colocando la misma tierra de cultivo usada en la primera capa compactando en capas de 0.20m y agregando agua en pequeas cantidades hasta llegar al nivel superior o nivel de piso terminado.Durante el proceso de llenado de Zanja, aplicar 3 dosis de ThorGel por cadaMetro cbico de tierra.

6.- CONCLUSION: Las especificaciones tcnicas sobre el cual el diseo esta sustentado basados en NEC artculo 250- G y los acpites correspondientes.

2 electrodos de cobre en forma vertical, para asegurar la resistencia requerida sera interconectado con una malla de 6 metros lineales usandofleje de 70x3mm. El sistema en conjunto no debera exceder su valor de 5 Ohmios,cada electrodo de o 19 mm y 2,40 m de longitud total. La excavacin correspondiente a realizar tendr dimensiones de 0,80m. de diametro y 3,00 m. de profundidad.

C.- RESUMEN DE CALCULOS REALIZADOS:Resistencia del Sistema 3.96 Ohmios.Resistividad primera capa 50 Ohmios metroPorcentaje de reduccin 62.0%Prof. Minima de la malla a instalar 40.00 cm. Diametro del electrodo a utilizar 3/4"dimensiones del conductor 70x3 mm fleje desnudoLongitud Total de Malla (Min.) 6 m.Numero de Pozos c/jabalina y cajas de registro 2Numero de Cajas de Registro adicionales 0Dosis de Bentonita en pozo 60 kg por m3Dosis de Bentonita en Zanja 60 kg por m3Dosis de ThorGel en pozo 3 Dosis por m3 de tierraDosis de ThorGel en Zanja 3 Dosis por m3 de tierra

El diseo constar de la puesta a tierra con

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